JP2011524609A - 遮断制御回路を有する調光の蛍光安定システム - Google Patents

Abstract

ランプのイルミネーションを制御するための安定システムおよび方法は、減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で調整可能なアクチュエータを有する減光スイッチと、アクチュエータの調節点でランプを減光するために電源および減光スイッチに有効に接続される調光の電子安定装置と、減光スイッチを通った出力電圧を計測するため、および遮断回路で計測された電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに、安定装置を自動的に非動作にし、ついでランプを消灯するために、好ましくは安定装置内に設置された遮断回路とを包含する。

Description

本発明は、ランプに給電する安定システムに関し、特に調整可能なイルミネーションレベルで蛍光ランプを減光するための安定システムに関し、しかも特に遮断制御性能を有するこのような調光安定システムを提供することに関する。

イルミネーションの調光は、自然光におけるバリエーションを補うとともに、エネルギー効率およびユーザーの好みのいずれにとっても望ましい。調整可能なイルミネーションレベルで蛍光ランプに給電するための安定システムにおいて、異なる方法が調光制御について用いられている。調光制御のある一般的な方法では、トライアックのような位相制御装置を使用している。この位相制御装置は、交流（ＡＣ）電力信号の各半サイクルの動作位相角または「オン」時間を変えるために用いられる。同様に、調光安定システムは、動作位相角に基づいて蛍光ランプを調整可能に減光する。

調光制御の別の一般的な方法は、ＡＣ電力信号とは異なり、０〜４８ボルト入力のような直流（ＤＣ）入力に基づいている。この方法において、蛍光ランプは、ＤＣ入力の電圧の大きさに基づいて減光される。

図１は、蛍光ランプ１２に給電するための公知の調光安定システム１０を示している。このシステム１０は、２対の出力導線を有する電子調光安定装置１４であって、各導線対がランプ１２のそれぞれの反対端に接続される該電子調光安定装置１４と、１対の導線２８によって安定装置１４に接続された減光スイッチ１６、本質的には手動スライド１８を有するポテンシオメータとを備える。

ＡＣ−ＤＣコンバータ２０は、入力ＡＣ電圧、典型的にはＡＣ５０/６０ヘルツで９０〜２６５ボルトをより低いＤＣ電圧例えば２４ボルトＤＣに変換する。２４ボルトＤＣ電力は、１対の導線によって壁スイッチ２４を経て接触リレー２２に供給され、さらに該リレーは１対の導線３０によって安定装置１４に接続される。また、２４ボルトＤＣ電力は、別の対の導線によって、低電圧隔離の電源２６に供給される。リレー２２は、導線３２によって減光スイッチ１６に接続され、且つ導線３４によって電源２６に接続される。また、電源２６は、導線３６によって減光スイッチ１６に接続される。

減光スイッチ１６は、スライド１８を高位置レベルと低位置レベル間でスライドさせることによって、ランプ１２の輝度レベルを調節する。スライド１８がその最低位置にセットされると、リレー２２および電源２６は安定装置１４ついでランプ１２を消灯するのに協働する。

公知の調光安定システムが蛍光ランプを減光し且つ遮断するのに有利であるのと同じく、リレー２２および電源２６をそれらの配線とともに設置および取り付けするのに伴なって高い必要資金および労働コストが生じる。

このような追加のコンポーネントおよび配線を省くことは、費用、重量およびスペースを節約するために全体の回路サイズを小さくし且つより良好な効率を得るのと同様に望ましいことである。

本発明のひとつの特徴は、要約すれば、蛍光ランプのようなランプのイルミネーションを制御するための安定システムおよび方法に存する。このシステムは、減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点に調整可能なアクチュエータを有する減光スイッチを備える。例えば、このアクチュエータは、通路に沿って手動スライド移動のために減光スイッチに取り付けられたスライドであればよく、異なる調節点は通路に沿った異なる位置である。さらに、このシステムは、アクチュエータの調節点でランプを減光するために、ＤＣ電源のような電源および減光スイッチに有効に接続される調光の電子安定装置を備える。

本発明のひとつの見方に従って、遮断回路は、減光スイッチを通った出力電圧を計測するため、安定装置を自動的に非動作にするため、ついで遮断回路で計測された電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときにランプを消灯するために設置されている。好ましくは、遮断回路は安定装置内に設置される。また、前記のひとつの調節点は通路の最低位置であり、且つ基準電圧が０.７ボルトのオーダーであると好ましい。この安定装置は、マイクロプロセッサのようなデジタルコントローラを備えると有利であり、且つ前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、遮断回路はコントローラを無効にする無効信号を発生させるように作動する。

一具体例において、遮断回路は、ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、デフォルト状態から切換え状態に変更可能な電子コンポーネントを備える。この電子コンポーネントは、基準電圧のオーダーで限界電圧を有するトランジスタであればよい。他の具体例において、遮断回路は１対のトランジスタを備えていてもよく、該トランジスタのひとつは基準電圧のオーダーで限界電圧を有する。

本発明の別の特徴に従って、ランプのイルミネーションを制御する方法は、減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で減光スイッチのアクチュエータをセットし、調光の電子安定装置を電源および減光スイッチに有効に接続することによってアクチュエータの調節点にランプを減光し、遮断回路を有する減光スイッチを通った出力電圧を計測し、および遮断回路で計測した電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに、安定装置を自動的に非動作にし、ついでランプを消灯することによって行われる。好ましくは、この方法は、安定装置内に遮断回路を取り付けることを含んでいる。

さらに、本発明の他の特徴は、調光の電子安定装置自体に存する。この安定装置は、ランプのイルミネーションを制御するシステムに据え付けられる。このシステムは、アクチュエータの調節点にランプを減光するために減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で調整可能なアクチュエータを有する減光スイッチと、安定装置および減光スイッチに有効に接続される電源とを備える。新規な安定装置自体は、減光スイッチを通った出力電圧を計測するため、および遮断回路で計測した電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに、安定装置を自動的に非動作にし、ついでランプを消灯するために安定装置内に遮断回路を備えている。

遮断回路を安定装置内に設置および好ましくは取り付けることにより、リレー２２および電源２６をそれらの付随の導線とともに設置および取り付けに関連した高い資金および労働コストが、図１に関して前記のように省かれるものである。システム全体の寸法、重量およびスペースを減らし、且つより良好な効率を達成する。

従来技術に係る公知の調光の電子安定システムの概略配線図である。 本発明に係る調光の電子安定システムの概略配線図である。 図２のシステムで用いられる安定装置内の回路図である。

図２を参照すると、参照図番１００は、一般に、蛍光ランプ１２のようなランプのイルミネーションを制御するための安定システムを同定するものである。システム１００は、減光スイッチ１６を通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で調整可能なアクチュエータ１８を有する減光スイッチ１６を備える。例えば、アクチュエータ１８は、通路に沿って手動スライド移動のために減光スイッチ１６に取り付けられたスライドであればよく、異なる調節点は通路に沿った異なる位置である。さらに、システム１００は、アクチュエータ１８の調節点でランプ１２を減光するために、壁スイッチ２４を経て、ＤＣ電源のような電源またはコンバータ２０に有効に接続される調光の電子安定装置１１４を備える。同じ参照番号は、同じ部材を定義するために図１および図２で用いられている。

本発明のひとつの見方に従って、遮断回路４０は、図３において点線で示され且つ囲まれるように、必須ではないけれども、安定装置１１４内に設置されると好ましい。遮断回路４０は、導線２８を通過して減光スイッチ１６を通った出力電圧を計測し、および遮断回路４０で計測された電圧のひとつがアクチュエータ１８の調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに、安定装置１１４を自動的に非動作にし、ついでランプ１２を消灯するように作動する。好ましくは、前記のひとつの調節点は通路の最低位置であり、且つ基準電圧が０.７ボルトのオーダーである。安定装置１１４は、マイクロプロセッサのようなデジタルコントローラ４２を備えると有利であり、且つ遮断回路４０は、前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときにコントローラ４２を無効にする無効信号を発生させるように作動する。

一具体例において、遮断回路４０は、前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、デフォルト状態から切換え状態に変更可能な電子コンポーネントを備える。この電子コンポーネントは、基準電圧のオーダーで限界電圧を有するトランジスタであればよい。別の具体例において、遮断回路４０は、図３に例示するように１対のトランジスタＱ１，Ｑ２を備えていてもよく、該トランジスタのひとつは基準電圧のオーダーで限界電圧を有する。図示するように、トランジスタＱ２のベースは、トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。

デフォルトモードにおいて、アクチュエータ１８は、好適な具体例において、その最低位置を除いて、通路に沿ったどこにでも位置させることができる。デフォルトモードにおいて、導線２８を通った電圧は、基準電圧例えば０.７ボルトよりも大きく、結果としてトランジスタＱ１はバイアスされ、且つトランジスタＱ２はオフに切り換えられる。トランジスタＱ２のオフとともに、制御信号はトランジスタＱ２から出力されず、それ故に制御信号はコントローラ４２のピン９に供与されない。この状態では、コントローラ４２は通電されてオンのままであり、それによってアクチュエータ１８の位置によって定められたイルミネーションレベルでランプに給電する。

但し、アクチュエータ１８はその最低位置に配置されると、導線２８を通った電圧は、基準電圧例えば０.７ボルトと等しいかまたはそれ以下になる。この切換えモードにおいて、トランジスタＱ１は、その限界電圧以下にバイアスされ且つトランジスタＱ２がバイアスされるのでオフに切り換えられる。トランジスタＱ２のオンとともに、制御信号はトランジスタＱ２から出力され、それ故に制御信号がアクチュエータ１８のピン９に供与される。この状態では、コントローラ４２は通電されずにオフに切り換えられ、それによってランプに給電しなくなる。

遮断回路４０を安定装置１１４内に設置し好ましくは取り付けることにより、図１に関して前述したように、リレー２２および電源２６をそれらの付随の導線とともに設置および据え付けに伴った高い資金および労働コストが省かれる。システム全体の寸法、重量およびスペースを減らし、且つより良好な効率を達成する。

コントローラ４２の操作は別の仕方でも公知である。導線２８を通った出力電圧は、電力分割器Ｒ１，Ｒ２によって分割されて入力ピン４に導入される。入力ピン４の電圧の大きさにより、コントローラ４２は出力ピン１１，１６でドライブ電流を出力し、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）Ｍ１，Ｍ２をドライブし、ついでランプ１２をドライブすることを生じさせる。

また、前述したそれぞれの要素または２個ないしそれ以上のものがともに、前述したタイプとは異なる他のタイプの構成においても有益な応用を見い出しうることが理解されるであろう。

本発明は、ランプのイルミネーションを制御するための安定システムおよび方法において具体化されたように、このようなシステムに用いた安定装置と同様に説明且つ記載されたにしても、種々の変形例および構造的変更が本発明の精神を逸脱することなく行われうるので、開示した詳細に限定するつもりはない。

例えば、前述したトランジスタを使用するよりも、遮断回路４０が、ツェナーダイオード、ＭＯＳＦＥＴ、比較器、または切換えを所定の基準値と比べて電圧の検出で生じさせることができる他の回路コンポーネントからなることも可能である。

また、壁スイッチ２４は、単一の安定システム１００に接続されるように示されているけれども、実際には、複数の安定システム１００を壁スイッチ２４に接続することができる。

しかも、本発明は、ＤＣ安定システムに関して記載および説明したけれども、同様にＡＣ安定システムにうまく応用することもできる。

１２ 蛍光ランプ
１６ 減光スイッチ
１８ アクチュエータ
２０ 電源またはＡＣ−ＤＣコンバータ
２２ リレー
２４ 壁スイッチ
２６ 電源
３０ 導線
４０ 遮断回路
４２ デジタルコントローラ
１００ 安定システム
１１４ 安定装置
Ｑ１，Ｑ２ トランジスタ
Ｒ１，Ｒ２ 電力分割器
Ｍ１，Ｍ２ ＭＯＳＦＥＴ

Claims (20)

1. ランプのイルミネーションを制御するための安定システムであって、
   減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点に調整可能なアクチュエータを有する減光スイッチと、
   アクチュエータの調節点でランプを減光するために、電源および減光スイッチに有効に接続される調光の電子安定装置と、
   減光スイッチを通った出力電圧を計測するため、および遮断回路で計測された電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに安定装置を自動的に非動作にするため、ついでランプを消灯するための遮断回路と
   からなる安定システム。
2. アクチュエータが、通路に沿って手動スライド移動するために減光スイッチに取り付けられたスライドであり、且つ異なる調節点が通路に沿った異なる位置である請求項１に記載の安定システム。
3. 前記ひとつの調節点が通路に沿った最低位置である請求項２に記載の安定システム。
4. 安定装置がデジタルコントローラを含み、前記ひとつの計測電圧が基準電圧以下であると、遮断回路がコントローラを無効にする無効信号を発生させるように作動する請求項１に記載の安定システム。
5. 遮断回路が安定装置内に設置される請求項１に記載の安定システム。
6. 遮断回路が、前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときにデフォルト状態から切換え状態に変更可能な電子コンポーネントを含む請求項１に記載の安定システム。
7. 電子コンポーネントが、基準電圧のオーダーで限界電圧を有するトランジスタである請求項６に記載の安定システム。
8. 遮断回路が１対のトランジスタを含み、該トランジスタのひとつが基準電圧のオーダーで限界電圧を有する請求項１に記載の安定システム。
9. 減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で減光スイッチのアクチュエータをセットする工程と、
   調光の電子安定装置を電源および減光スイッチに有効に接続することによってアクチュエータの調節点にランプを減光する工程と、
   遮断回路を有する減光スイッチを通った出力電圧を計測し、および遮断回路で計測した電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに安定装置を自動的に非動作にし、ついでランプを消灯する工程と
   からなるランプのイルミネーションを制御する方法。
10. さらに、通路に沿った手動スライド移動のために減光スイッチに取り付けたスライドとしてアクチュエータを設定し、且つ通路に沿った異なる位置として異なる調節点を設定する請求項９に記載の方法。
11. さらに、前記ひとつの調節点を通路に沿った最低位置として設定する請求項１０に記載の方法。
12. さらに、デジタルコントローラを有する安定装置を設置し、且つ前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、コントローラを無効にする無効信号を発生させる請求項９に記載の方法。
13. さらに、遮断回路を安定装置内に取り付ける請求項９に記載の方法。
14. さらに、前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、デフォルト状態から切換え状態に変更可能な電子コンポーネントを有する遮断回路を設定する請求項９に記載の方法。
15. さらに、基準電圧のオーダーで限界電圧を有するトランジスタとして電子コンポーネントを設定する請求項１４に記載の方法。
16. さらに、遮断回路を１対のトランジスタとして設定し、該トランジスタのひとつが基準電圧のオーダーで限界電圧を有する請求項９に記載の方法。
17. ランプのイルミネーションを制御するシステム内の調光の電子安定装置であって、
    該システムは、アクチュエータの調節点にランプを減光するために、減光スイッチを通った異なる出力電圧に対応する異なる調節点で調整可能なアクチュエータを有する減光スイッチと、安定装置および減光スイッチに有効に接続される電源とを含み、
    この安定装置は、減光スイッチを通った出力電圧を計測するため、および遮断回路で計測した電圧のひとつがアクチュエータの調節点のひとつに対応する基準電圧を超えないときに、安定装置を自動的に非動作にしついでランプを消灯するために、安定装置内の遮断回路からなる調光の電子安定装置。
18. 遮断回路が、前記ひとつの計測電圧が基準電圧よりも低いときに、デフォルト状態から切換え状態に変更可能な電子コンポーネントを含む請求項１７に記載の安定装置。
19. 電子コンポーネントが、基準電圧のオーダーで限界電圧を有するトランジスタである請求項１８に記載の安定装置。
20. 遮断回路が１対のトランジスタを含み、該トランジスタのひとつが基準電圧のオーダーで限界電圧を有する請求項１７に記載の安定装置。

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